Вдигнете рекорд

Марина Владимировна Фадеева

Олег Сергеевич Климов

Алена Александровна Сергачева

„Ако сте научили нещо, то определено ще ви бъде от полза!“

Нурхан Нурмагамбетули Нургалиев

Владимир Василиевич Беда

Юлия Николаевна Мусиенко

Максим Василиевич Суслов

Любов Егоровна Суханова

„Правя го за свободен достъп“

Специалист по интернет маркетинг

Вдигнете рекорд

Федор Владимирович Проходски

Как се гасят горски пожари у нас и в чужбина, защо водата не помага за ефективното и бързо гасене на горски пожар и какви могат да бъдат новите методи за гасене на пожар, разказа за Газета.Ру д-р на физико-математическите науки. Павел Стрижак.

Тежки горски пожари заобиколиха Москва и региона това лято, но не всички жители на България бяха защитени от тази стихия. Така в Сибирския федерален окръг, по-специално в близост до езерото Байкал, са регистрирани повече от 100 огнища на площ от повече от 150 хиляди хектара. А димът от територията на Украйна изобщо стигна до жителите на Брянска област: там горят гори в околностите на Чернобил.

За това как се борят с горските пожари у нас и в чужбина и какви могат да бъдат новите методи за гасене на пожари, разказа за Газета.Ru Павел Стрижак, доктор на физико-математическите науки, служител на Томския политехнически университет, който е съизпълнител на проекта на БНФ за разработване на ресурсноефективни и безопасни технологии за гасене на големи горски пожари.

- Павел, защо все още не може да се борим ефективно с горските пожари в България?

— ГораПожарите се наричат стихии с причина. Те имат определени характеристики, които е трудно да се предскажат във времето без някои фундаментални уточнения. През последните 20-30 години в България и по света е направено много за прогнозиране на горските пожари. Така например е разработен "Атлас на опасност от пожар", където са подчертани области, в които има голяма вероятност от запалване в различни периоди от време. Има и специални софтуерни системи, които следят горските пожари чрез сателити. Този проблем се решава в световен мащаб. Нашите колеги от Австралия, САЩ, Канада, Испания и други страни имат много разработки в тази посока.

За ефективна борба с горските пожари е необходимо не само прогнозиране, но и наличие на универсални подходи и технологии, които позволяват на съответните служби да работят бързо. В редица държави, включително и в България, сигналите за горски пожари се получават, както показва практиката, доста късно.

В резултат на това пожарникарите и другите служби вече не се опитват толкова да гасят горските територии, а да намалят възможните последствия – да локализират пожара, да обезопасят населените места и т.н.

Основният проблем е, че нямаме универсални средства и подходи, които да ни позволят бързо да разположим пожарогасителни системи. Доста често много усилия са неефективни ...

- На колко години са авиационните методи за гасене на горски пожари, които се използват в България?

- Те са положени преди 50-60 години, но се променят от година на година. Основният акцент е върху повдигането на различни резервоари над зоната на горене и транспортирането им със самолети или хеликоптери. През последните 20-30 години тези методи са значително модифицирани в съответствие с модернизацията на технологиите,на разположение на пожарникарите. Практиката показва, че за нашата страна със съответните територии техниката, с която разполага Министерството на извънредните ситуации, не е достатъчна.

Като правило, след изхвърлянето на вода в зоната на горене, самолетът или хеликоптерът извършва полет, за да напълни съответните контейнери. През това време ефектите от предишното му нулиране са минимални.

— А какво се прави в тази посока в чужбина?

Видяхме, че в Съединените щати се набляга не толкова на изпускането на вода от самолетите, а на работата на пожарникарите в горящата зона. Американците максимално и неконтролируемо обляха огнената зона с водна маса, след което свалиха десанта, който извърши „прочистването“.

Испанците и канадците казаха, че използват малки самолети - "корнери" за борба с пожарите. Такъв самолет лети над резервоар, пълни резервоара (без да каца), след което лети и се излива. България използва големи самолети. Най-често работят един или два самолета. В Канада, например, е обичайно да се изпраща група от три или четири самолета.

— Какви са недостатъците на съществуващата система за гасене на пожари в България с помощта на авиацията?

- В България се набляга на това самолетът да подаде максимално възможно количество вода в горящата зона и да я изпусне. Като правило в този случай се използват един или два самолета или хеликоптера, които изхвърлят тези обеми под формата на „монолит“ - водна маса. В същото време на такива самолети не са монтирани дренчери (пръскачки): съответната „клапа“ се отваря на самолета и водата се изпуска.

Подобен подход води до факта, че след половин час в близост до мястото на запалването отново започва пожар.

— Какво предлагаш да правиш?

— Нашата идея е да не наливаме водаместна площ и покриване на максималната площ чрез напояване. Осигуряваме максимално образуване на водни пари в пламъка в зоната на горене. Първо, изстискваме всички окислители и продукти от горенето от зоната на горене. Всъщност при такива условия няма какво да гори (окислява и термично се разлага). Второ, намаляваме температурата в зоната на горене поради факта, че основната енергия на пламъка се изразходва за изпаряване. На трето място, температурата намалява поради факта, че концентрацията на водни пари се увеличава и водата преминава през пламъка със значително по-висока топлопроводимост от продуктите на горенето.

Източник: Павел Стрижак

В рамките на нашия проект „Разработване на основните основи на ресурсноефективни и безопасни технологии за гасене на големи горски пожари с разпределени във времето и пространството потоци от полидисперсни водни капки с помощта на авиацията”, който се изпълнява за сметка на БФН, се планира в рамките на три години да се разработят поне на моделно ниво основните елементи на технологията, която ще включва използването на парни потоци капчици, разпръснати във времето и пространството, за да гасят пожари.

Всъщност говорим за това, че правим забавяне във времето между изпускането на течност от самолетите и ги поставяме на различни височини.

Когато нашите колеги от RSF дойдоха да ни посетят, ние им описахме тази концепция на примера на три или четири последователни самолета. Първият от тях е на по-ниска височина от всички следващи и изпуска вода с капки с размери например 1–2 mm. Следващият самолет лети на по-голяма височина, но изпуска капки с по-малки размери, например 0,5 mm. По този начин, използвайки три или четири самолета, е възможно да се осигури максимална зона на покритиеоблак от пламък. В този случай ние покриваме зоната на горене с такъв "буферен" облак. В същото време, за да се създаде такъв облак, е необходима няколко пъти по-малко вода, отколкото в момента традиционно се доставя в процеса на гасене на пожар.

Източник: Павел Стрижак

Ние (TPU) изпълняваме този проект RSF съвместно с VNIIPO (Балашиха) и Института по топлофизика SB RAS (Новосибирск). Имаме достатъчно опит, енергия, сила и ресурси, за да решим проблемите на проекта. Аз съм отговорен ръководител на проекта, а той се ръководи от доктора на физико-математическите науки, професор Гений Кузнецов.

— Какво беше направено на първия етап от проекта през 2014 г.?

— Проектът е за три години, като има възможност за удължаване с още две. През първата година от проекта бяха проведени лабораторни експерименти. В помещенията на нашата нова лаборатория завършихме инсталации, в които създадохме модели на огньове с максимална височина от един метър. Тествани са с единични капки, спрейове, аерозоли, както и големи водни тела. Работихме не само с чиста течност, тоест с вода, но и с различни суспензии и емулсии, които често се използват от пожарникарите.

Източник: Павел Стрижак

През втората година от проекта, през 2015 г., бяха проведени полеви изпитания на полигоните на ВНИИПО, Балашиха и на полигона на МНС в Кемеровска област. Сега разработваме модели, които ще направят възможно прогнозирането на интегралните характеристики на процесите на пожарогасене с помощта на нашите технически решения.

През третата година от проекта планираме тестове върху самолети и разработване на нови модели, които ще ни позволят да прилагаме технологии за гасене на големи площи.

През 2015 и 2016 г. планираме редица други публикации порезултати от полеви опити и разработване на прогнозни модели.

— Кога ще можете да реализирате вашите разработки?

— Всички наши тестове са планирани за летния период на 2015 и 2016 г. Сигурен съм, че до края на 2016 г. ще имаме планирания резултат – основните елементи на новата технология за гасене на пожари. Тогава ще решим въпроса с изпълнението.

През 2015 г. проведохме тестове в специална кутия на VNIIPO в Балашиха за оптималните обхвати на капките за ефективно гасене на пожар. Установено е, че за максимално изпарение в пламък (на моделни площадки) капките трябва да имат размер от 200 до 400 микрона. В същото време на полигона за EMERCOM в района на Кемерово се сблъскахме с ветрови натоварвания и силна топлина: това доведе до факта, че потушихме пожара и две минути по-късно той пламна отново. Така че сега правим корекции в нашите решения и модели за натоварване от вятър.

Играе ли роля теренът?

— Нашите методи не са обвързани с никакъв пейзаж. Основното е да знаете височината на пламъка и основните параметри на гората.

Чрез използването на нови технологии ще могат да се гасят пожари както в района на Байкал, така и някъде в европейската част на България.

Основното е да се идентифицират правилно параметрите на източника на горене, да се знае средната честота на засаждане на дървета, тяхната характерна височина и т.н.

— Какво може да попречи на внедряването на вашата технология?

- Мисля, че в момента, колкото и странно да звучи, всичко зависи от нас.

Очевидно е, че на първо място е необходимо съответните специалисти убедително да обосноват и покажат, че само малка част от такава течност, една десета от всеки литър, влияе пряко ефективно върху пламъка.

Източник: Павел Стрижак

Това ще бъде основният стимулизоставяне на традиционния подход на локално изхвърляне на вода от авиацията в зоната на горене. На второ място, всички планирани тестове трябва да бъдат завършени и да бъдат оценени факторите, които доминират и усложняват процеса на гасене. Сега основният фактор, възпрепятстващ прилагането на нашата технология, е натоварването от вятъра и ефектът на продуктите от горенето върху парокапковия поток. По време на изгарянето на горите продуктите от горенето имат различна скорост на движение. По този начин за някои гори е необходим един размер на капката, за да преминат през насрещния поток от продукти на горенето, а за останалите - други. На трето място, важно е да се разработят оптимални конструкции на самите пулверизатори за внедряване на новата технология.

Много експерти са скептични относно новите технологии за гасене на пожар. Според тях са необходими години на фундаментални изследвания и последващо обосноваване на необходимостта от прилагането им, преди процесът да бъде стартиран. Освен това е трудно да се признае, че най-често ефективността от използването на много гасителни средства е изключително ниска в случай на горски пожари. Нашата задача е да проведем съответните фундаментални изследвания и да обосновем необходимостта от въвеждане на нашата технология.